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中国电机工程学报 2023年第19期43卷 7483-7496页

作者：刘畅吴西奇姜新宇李睿周党生付金建蔡旭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240 广州智光储能科技有限公司广东省广州市510760 深圳市禾望电气股份有限公司广东省深圳市518055

高压直挂电池储能系统每相所需电池单体数量巨大,这些电池单体可被等效看作一个大容量电池堆,级联的H桥功率单元将此电池堆分割成一定数量的电池簇接入其直流侧,不同分割簇数对应每相级联功率模块数,是系统的最重要参数,对系统性能影响... 详细信息

高压直挂电池储能系统每相所需电池单体数量巨大,这些电池单体可被等效看作一个大容量电池堆,级联的H桥功率单元将此电池堆分割成一定数量的电池簇接入其直流侧,不同分割簇数对应每相级联功率模块数,是系统的最重要参数,对系统性能影响显著,应综合考虑系统效率及安全性对分割簇数进行优化设计。系统效率及安全性与电池参数密切相关,但基于电池单体详细物理参数建立系统效率和安全性评估模型的实施难度大,因此,该文提出一种基于电池单体容量参数分布情况建立系统效率和安全性评估模型的方法,避免大量的电池参数辨识及海量数据的处理工作,为系统功率模块数优化设计提供了理论指导。

关键词：高压直挂电池储能系统电池堆分割效率安全性优化设计

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考虑频率安全约束及风电综合惯性控制的电力系统机组组合

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电力系统保护与控制 2022年第11期50卷 61-70页

作者：毛颖群张建平程浩忠柳璐张程铭陆建忠上海电力大学电气工程学院上海200090 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国家电网有限公司华东分部上海200122

随着风电渗透率上升,电力系统惯性响应和一次调频能力下降,频率安全问题凸显,有必要在机组日前发电计划安排中考虑频率安全约束。依据电力系统频率安全要求,提出了考虑频率跌落最低值的频率安全约束构造方法。同时引入风电综合惯性控制... 详细信息

随着风电渗透率上升,电力系统惯性响应和一次调频能力下降,频率安全问题凸显,有必要在机组日前发电计划安排中考虑频率安全约束。依据电力系统频率安全要求,提出了考虑频率跌落最低值的频率安全约束构造方法。同时引入风电综合惯性控制使风电机组参与一次调频,在此基础上建立了考虑频率安全约束及风电综合惯性控制的机组组合模型。运用M语言动态控制多机频率响应模型进行Simulink仿真,并将其嵌入到改进粒子群优化算法中迭代求解。含风电的IEEE39节点系统算例结果表明,所提模型和方法能有效提升系统频率响应能力,保证系统安全运行。

关键词：频率安全约束机组组合风电综合惯性控制改进粒子群优化算法

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新能源直流组网倍流整流器线性二次型最优控制增强抗扰特性研究

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太阳能学报 2024年第9期45卷 140-149页

作者：董帅刘黎段天元田艳军赵华伟李赢正华北电力大学电力工程系保定071003 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司舟山316000 上海交通大学电气系电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国网江西省电力有限公司电力科学研究院南昌330096

针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的... 详细信息

针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的动态特性,提高电解设备的运行效率和槽内材料的寿命。结果证明,该方法可以显著地降低系统的电压、电流波动时间,且与常规的PI控制相比,对系统干扰的抑制效果更好。最后,对线性二次型最优控制所提出的理论与方法进行仿真验证,证明其正确性与适用性。

关键词：新能源 DC-DC变流器电解制氢状态反馈线性二次型最优控制抗扰特性

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考虑概率电压不平衡度越限风险的共享储能优化运行方法

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上海交通大学学报 2022年第7期56卷 827-839页

作者：方晓涛严正王晗徐潇源陈玥上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 香港中文大学机械与自动化工程系中国香港特别行政区999077

可再生能源单相分布式接入和发电不确定性提高了配电网的电压不平衡越限风险,随着可再生能源发电渗透率的不断提高,研究如何降低间歇性可再生能源发电对配电网电压不平衡越限风险的影响具有重要意义.提出了基于全局灵敏度分析(GSA)的共... 详细信息

可再生能源单相分布式接入和发电不确定性提高了配电网的电压不平衡越限风险,随着可再生能源发电渗透率的不断提高,研究如何降低间歇性可再生能源发电对配电网电压不平衡越限风险的影响具有重要意义.提出了基于全局灵敏度分析(GSA)的共享储能配置策略与优化运行方法.首先,构建了基于反向传播神经网络的配电网概率电压不平衡度计算模型,定义了配电网概率电压不平衡度越限风险指标,快速、准确量化可再生能源发电不确定性对配电网概率电压不平衡度越限风险的影响.然后,提出了基于Wasserstein距离的GSA方法,辨识影响配电网电压不平衡度的关键可再生能源机组.最后,提出了基于GSA的共享储能配置策略与基于滚动预测优化的共享储能优化运行方法.通过IEEE 123节点配电网的仿真计算,验证了所提方法的有效性.

关键词：可再生能源发电不确定性电压不平衡全局灵敏度分析共享储能

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风暴潮灾害下沿海城市变电站断电预警

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电网技术 2025年第2期49卷 481-489,I0029页

作者：尹奕堃陈厚合胡枭高扬马溯陈好杰东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 长春工程学院电气与信息工程学院吉林省长春市130012 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 国网淄博供电公司山东省淄博市255000

风暴潮灾害会导致停电,需要先进的态势感知技术确保风暴潮期间的电网安全。以往的研究都是针对台风灾害而设计的,并没有考虑到风暴潮对变电站的影响。为了解决以上问题,提出一个能够感知风暴潮期间电网安全态势的框架,利用地理、气象数... 详细信息

风暴潮灾害会导致停电,需要先进的态势感知技术确保风暴潮期间的电网安全。以往的研究都是针对台风灾害而设计的,并没有考虑到风暴潮对变电站的影响。为了解决以上问题,提出一个能够感知风暴潮期间电网安全态势的框架,利用地理、气象数据和电力设备信息,对变电站发出停电警告。首先,采用ArcGIS 10.8地理信息系统收集沿海城市的高分辨率激光雷达数据,从而构建能够实现镜像计算的数字孪生体。然后,将地理、气象数据和电力设备信息输入Stacking模型,实现确定性和概率性的停电预警。最后,将该框架应用于一个中国沿海城市。结果表明,上述框架在不同尺度的数据集上都具备有效性和准确性。

关键词：镜像计算人工智能风暴潮灾害电网安全

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基于径向基函数随机响应面法的综合能源系统概率能流计算

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中国电机工程学报 2022年第22期42卷 8075-8088页

作者：陈乾张沈习程浩忠王舒萍原凯宋毅韩丰电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

该文提出一种基于径向基函数随机响应面法的综合能源系统概率能流计算方法。首先,推导热网节点温度方程,验证并分析混沌多项式随机响应面法和稀疏混沌多项式随机响应面法计算热网节点温度时的局限性;然后,建立径向基函数随机响应面模型... 详细信息

该文提出一种基于径向基函数随机响应面法的综合能源系统概率能流计算方法。首先,推导热网节点温度方程,验证并分析混沌多项式随机响应面法和稀疏混沌多项式随机响应面法计算热网节点温度时的局限性;然后,建立径向基函数随机响应面模型并利用线性多项式扩充模型,同时改进其配点方式。在此基础上,提出适用于综合能源系统概率能流计算的径向基函数随机响应面法并给出详细计算流程;最后,采用标准算例和实际算例进行有效性验证和性能评估。算例结果表明,该文所提方法在对含热网的综合能源系统进行概率能流计算时具有良好的计算精度和效率。

关键词：综合能源系统概率能流计算热网节点温度径向基函数随机响应面法

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模块化多电平型内嵌式直流潮流控制器及其控制策略

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中国电机工程学报 2022年第19期42卷 7170-7181页

作者：刘子宸张建文施刚周剑桥章一新蔡旭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学电气工程系) 上海市闵行区200240 国网浙江省电力有限公司营销服务中心浙江省杭州市311121

由于柔性直流系统易于多点馈入、多端成网从而解决控制灵活性及供电可靠性等问题,网状柔性直流输电系统正获得越来越多的关注与研究。解决网状直流系统中由于线路数大于等于可控节点个数时潮流不可控的问题,需增加直流潮流控制器以实现... 详细信息

由于柔性直流系统易于多点馈入、多端成网从而解决控制灵活性及供电可靠性等问题,网状柔性直流输电系统正获得越来越多的关注与研究。解决网状直流系统中由于线路数大于等于可控节点个数时潮流不可控的问题,需增加直流潮流控制器以实现线路优化运行,达到输电走廊堵塞缓解及线损减少的目的。为满足高压柔直输电网的潮流控制需求,针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC),文中提出一种新型内嵌于MMC换流器的直流潮流控制器(embedded DC power flow controller,e-DCPFC),采用模块化多电平结构,具有宽范围、模块化等优势。首先基于MMC型e-DCPFC的拓扑结构,分析工作原理并建立其数学模型,提出系统控制策略。最后,通过仿真与小功率样机,验证e-DCPFC潮流控制的可行性及有效性。

关键词：网状高压柔直输电直流潮流控制器内嵌式模块化多电平换流器控制策略

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考虑风电统计特性挖掘的分布鲁棒优化调度方法

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电力系统自动化 2022年第2期46卷 33-42页

作者：徐超然徐潇源严正李恒杰电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃省兰州市730050

提出一种基于数据驱动分布鲁棒优化的电力系统调度方法,以应对考虑风电不确定性的电力系统运行问题。首先,挖掘风电数据统计信息,提出了基于主成分分析与核密度估计的风电概率分布模糊集构建方法,刻画风电随机性以及不同风电机组出力之... 详细信息

提出一种基于数据驱动分布鲁棒优化的电力系统调度方法,以应对考虑风电不确定性的电力系统运行问题。首先,挖掘风电数据统计信息,提出了基于主成分分析与核密度估计的风电概率分布模糊集构建方法,刻画风电随机性以及不同风电机组出力之间的空间相关性;其次,针对含风电的调度问题,建立考虑概率分布模糊集的两阶段分布鲁棒优化问题;然后,将分布鲁棒优化问题变换为其等价可解形式,采用仿射策略以及对偶原理将其转化为线性规划问题进行求解,并且提出了基于样本外测试的概率分布模糊集范围参数选择策略,以保证调度方案的可靠性与经济性。采用6节点与IEEE 118节点系统进行仿真分析,并将所提出的分布鲁棒优化方法与不考虑随机变量相关性的分布鲁棒优化方法以及传统随机、鲁棒优化方法进行对比,以验证所提方法的有效性。

关键词：数据驱动分布鲁棒优化经济调度不确定性风电出力

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基于集成学习的电动汽车充电站超短期负荷预测

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上海交通大学学报 2022年第8期56卷 1004-1013页

作者：李恒杰朱江皓傅晓飞方陈梁达明周云兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 国网上海市电力公司上海200122 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

精确的电动汽车充电站充电负荷预测是提高充电站安全经济运行的重要措施,也是支撑充电基础设施新建、扩容规划决策的重要基础.为提高电动汽车充电站超短期充电负荷预测的精度,提出一种基于集成学习的充电站超短期充电负荷预测方法.首先... 详细信息

精确的电动汽车充电站充电负荷预测是提高充电站安全经济运行的重要措施,也是支撑充电基础设施新建、扩容规划决策的重要基础.为提高电动汽车充电站超短期充电负荷预测的精度,提出一种基于集成学习的充电站超短期充电负荷预测方法.首先,以预测精确度与响应速度为主要目标,使用轻量级梯度提升框架构建基础回归器模型;其次,通过自适应提升方法对基础回归器群进行集成;最后,通过超参数调整与优化,建立基于能量集成轻量梯度提升框架(EEB-LGBM)的双层充电站超短期充电负荷预测模型.算例结果表明,相较于反向传播神经网络、卷积神经长短期记忆网络、差分自回归移动平均模型等预测模型,所提出的基于EEB-LGBM的超短期充电负荷预测模型具有更高的精确度,同时可以大幅度缩短训练时间和降低计算资源需求.

关键词：电动汽车充电站充电负荷超短期预测集成学习经济性

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以二极管整流器为例的探索性仿真教学

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电气电子教学学报 2024年第1期46卷 119-123页

作者：杨喜军王勇焦伟吴双高飞上海交通大学电气工程系上海200240 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

二极管整流器属于不可控整流器,具有显著的非线性特性,在整流过程中存在许多难以理解的地方和难以发现的问题,属于教学难点。借助Matlab/Simulink仿真分析的灵活性,以二极管全桥整流器为背景探索如何深化仿真分析教学模式,给出具体的探... 详细信息

二极管整流器属于不可控整流器,具有显著的非线性特性,在整流过程中存在许多难以理解的地方和难以发现的问题,属于教学难点。借助Matlab/Simulink仿真分析的灵活性,以二极管全桥整流器为背景探索如何深化仿真分析教学模式,给出具体的探索内容。结果表明,通过深化仿真分析,可以培养学生发现问题、分析问题和探究问题的能力,弥足单纯理论讲解的不足。

关键词：二极管整流器非线性特性仿真分析教学探索

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